GEOLSTEREO

Analyse de la déformation par stéréophotogrammétrie pour la modélisation physique des processus géologiques

Description du projet

Les outils de modélisation sont incontournables pour comprendre et donc prédire et gérer les phénomènes géologiques naturels. Ces outils sont généralement des codes de calcul par simulation qui ne peuvent pas tenir compte de toute la complexité des différents processus mis en œuvre, notamment les mécanismes de fracturation dans la couverture sédimentaire, l’initiation des failles au niveau de la croûte supérieure, ou les glissements de terrain de grande ampleur dans les massifs rocheux.

Nous proposons dans ce projet une approche alternative basée sur le développement de modélisations physiques expérimentales 3D, et utilisant comme processus de mesure des algorithmes de vision par ordinateur haute résolution spécialement adaptés aux types de déformations observées (glissements, failles et fractures).

La modélisation physique est obtenue par la réalisation à échelle réduite d’une maquette de la formation géologique à étudier, en respectant les critères de similarité physiques. Cette maquette est ensuite soumise à des efforts permettant, par exemple, de simuler les effets de plusieurs centaines d’années de gravité terrestre.

L’appareil de mesure est constitué d’un ensemble de deux capteurs optiques haute résolution observant les différentes étapes de déformation du modèle. La séquence de couples stéréoscopiques ainsi obtenus peut alors être analysée par de nouvelles méthodes de vision 3D, développées au cours du projet. Les méthodes « classiques » de mesure 3D (lidar, radar, photogrammétrie) permettent d’obtenir la géométrie précise de la surface à chaque instant, alors que les méthodes de suivi stéréoscopique développées dans le projet permettront également de mesurer le mouvement 3D de chaque point de la surface au cours du temps, la position et l’orientation des lignes de rupture. Ces données de mouvement 3D et d’orientation des lignes de rupture sont essentielles pour l’interprétation du phénomène géologique. La précision attendue pour ces mesures est de l’ordre de la dizaine de micromètres, pour des déplacements d’une amplitude de plusieurs centimètres.

Une expérience produit donc les données suivantes :

De multiples expériences seront réalisées, permettant de mesurer la répétabilité des résultats, et la variation des résultats en fonction des paramètres (forme du modèle, efforts appliqués). Le projet permettra ainsi de constituer une base de données comportant toutes les expériences et mesures effectuées, et celle-ci sera comparée avec les données de terrain (satellite, aérienne ou interférométrie radar), et sera publiée afin de servir de base de validation aux codes de simulation numérique.

Coordinateur du projet        

DEVERNAY Frédéric - Informatique, graphique, vision robotique (GRAVIR), UMR 5527 CNRS, INP Grenoble, Université Grenoble 1

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